以PROE為基礎(chǔ)的船舶機(jī)艙設(shè)計(jì)研究

摘 要：文章研究的主要內(nèi)容就是利用PROE軟件對(duì)船舶機(jī)艙進(jìn)行的相關(guān)設(shè)計(jì)，所用來進(jìn)行分析的是某集裝箱貨船。分析展開的主要是通過在進(jìn)行相關(guān)的設(shè)計(jì)時(shí)所利用的PROE軟件的一些基本特點(diǎn)以及用途，對(duì)設(shè)計(jì)中的一些注意事項(xiàng)也進(jìn)行了分析，還對(duì)進(jìn)行PROE設(shè)計(jì)的可行性以及相關(guān)的設(shè)計(jì)步驟做了簡(jiǎn)單的介紹，為以后的船舶機(jī)艙設(shè)計(jì)積累一些經(jīng)驗(yàn)。

關(guān)鍵詞：PROE；船舶機(jī)艙；設(shè)計(jì)研究

對(duì)于一艘船舶來講，機(jī)艙的重要性是毋庸置疑的。機(jī)艙不僅是有關(guān)的輪機(jī)人員進(jìn)行管理的場(chǎng)所，還是放置相關(guān)的船舶動(dòng)力以及輔助機(jī)械的場(chǎng)所。對(duì)于船舶機(jī)艙的設(shè)計(jì)工作來講，有著過程比較復(fù)雜、內(nèi)容較多等一些特點(diǎn)。在進(jìn)行相關(guān)的設(shè)計(jì)工作時(shí)主要分為以下的幾個(gè)步驟，也就是初步的進(jìn)行設(shè)計(jì)，對(duì)于技術(shù)的設(shè)計(jì)，下階段的相關(guān)生產(chǎn)設(shè)計(jì)以及完工文件的形成等一系列相關(guān)的工作，以上的幾個(gè)工作階段的關(guān)聯(lián)性是很強(qiáng)的，上一個(gè)階段是下一個(gè)階段的基礎(chǔ)[1]。

1 對(duì)于PROE軟件的介紹

PROE軟件是一家美國公司發(fā)明的三維造型軟件，這種軟件具有CAE/CAD以及CAM等三個(gè)軟件的功能，是現(xiàn)在進(jìn)行三維設(shè)計(jì)的一種常用軟件，在很多涉及設(shè)計(jì)工作的相關(guān)領(lǐng)域是被廣泛應(yīng)用的。從有關(guān)于PROE軟件的相關(guān)程序來看，其主要是由一些相互聯(lián)系而又具有一定的獨(dú)立性的模塊組合而成，這些組成的模塊功能是比較完善的。采用這種模塊構(gòu)造的PROE軟件可以使用戶按照自己的實(shí)際需求展開相關(guān)的設(shè)計(jì)工作，這樣能夠在保證設(shè)計(jì)質(zhì)量的基礎(chǔ)上還能具有很高的效率以及極大的提高設(shè)計(jì)的通用性。相比較于其他一些較傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)軟件，該軟件的一些設(shè)計(jì)性能是其他軟件所無法比擬的。PEOE軟件主要是通過進(jìn)行一種具有實(shí)體造型的模型化設(shè)計(jì)，在進(jìn)行現(xiàn)相關(guān)的涉及中，它能夠按照不同的類型將產(chǎn)品進(jìn)行簡(jiǎn)化，簡(jiǎn)化為不同的一些比較簡(jiǎn)單、直觀的幾何模型，這些幾何模型一般來看都是具有一定的特征參數(shù)的構(gòu)成形式。與之前的CAM等系統(tǒng)是基于多個(gè)數(shù)據(jù)庫不一樣的是PROE軟件是基于一個(gè)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行設(shè)計(jì)的。

2 進(jìn)行船舶機(jī)艙設(shè)計(jì)的一些基本原則

在進(jìn)行船舶機(jī)艙的設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該注意既能夠使設(shè)計(jì)成果滿足相關(guān)的技術(shù)要求，還要對(duì)相關(guān)的設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化，確保整體效果達(dá)到最優(yōu)。所以在相關(guān)的設(shè)計(jì)工作展開時(shí)應(yīng)該注意以下的幾項(xiàng)基本設(shè)計(jì)原則。

（1）應(yīng)該對(duì)于機(jī)艙內(nèi)的各種不規(guī)則空間進(jìn)行合理的利用，將這些空間作為液體艙，這樣由于液體的空間要求并不高所以這樣就能夠?qū)C(jī)艙的有關(guān)空間進(jìn)行高效合理的利用[2]。

（2）由于文章所展開的討論主要是對(duì)于集裝箱貨輪的機(jī)艙設(shè)計(jì)，所以為了盡可能的保證在船艙的整體尺度不變的情況下使得貨倉的空間盡可能的大一些，這樣就可以增加運(yùn)輸量，大大的增加船舶運(yùn)輸?shù)男б妗?/p>

（3）對(duì)于機(jī)艙內(nèi)的各種輔助設(shè)施都應(yīng)該按照一定的用途或者一定的種類進(jìn)行布置，在進(jìn)行這些設(shè)備的布置時(shí)還應(yīng)該注意到相關(guān)的高效性和科學(xué)性，這樣不僅使得在進(jìn)行操作的過程中有關(guān)的一些設(shè)備比較容易尋找，這樣還能夠減少一些諸如線路或者管道的使用量，節(jié)約了相關(guān)的材料。在一些涉及到泵的設(shè)計(jì)時(shí)如果能夠有效的降低管道的長(zhǎng)度，不僅節(jié)約了材料還能夠有效的增加其自身的工作效率。

（4）在各個(gè)艙的位置設(shè)計(jì)上應(yīng)該保持一定的合理性，比如說在進(jìn)行相關(guān)的設(shè)計(jì)時(shí)還應(yīng)該注意油艙的位置應(yīng)該與淡水艙之間有一定的距離，如果實(shí)在是不行，在進(jìn)行有關(guān)的設(shè)計(jì)中就必須做一定的隔離設(shè)施。還有就是為了保證空船狀態(tài)下的正常航行平衡，在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)就應(yīng)該確保船體的左右兩舷上的對(duì)稱以及平衡。

（5）在有關(guān)的設(shè)備相對(duì)位置上應(yīng)該加以注意，相關(guān)的設(shè)備之間應(yīng)該預(yù)留出一些在發(fā)生故障后的檢修以及維護(hù)空間，還應(yīng)該注意有關(guān)的電氣設(shè)備和高溫物體放置在一起，以免發(fā)生安全事故。

3 在PROE基礎(chǔ)上的機(jī)艙結(jié)構(gòu)三維模型建立

3.1 建立船體的結(jié)構(gòu)模型

進(jìn)行船體整體結(jié)構(gòu)的模型建立足進(jìn)行機(jī)艙結(jié)構(gòu)建模的最初一步，也是進(jìn)行相關(guān)設(shè)計(jì)工作的最為基礎(chǔ)性的一步。在目前的船舶制造行業(yè)中，最為經(jīng)常使用的設(shè)計(jì)軟件就是CAD，這種設(shè)計(jì)軟件包括以下的幾個(gè)部分，也就是NAPA、TRIBON、MAXSURF、AUTOCAD等幾個(gè)主要的部分，由于PTOE軟件的接口是一種具有相當(dāng)使用廣泛性的標(biāo)準(zhǔn)接口，所以這樣也就直接的向PROE軟件中進(jìn)行導(dǎo)入在其他船舶設(shè)計(jì)軟件中的一些結(jié)構(gòu)模型，這對(duì)以后設(shè)計(jì)工作的展開具有很大的作用。

對(duì)于整體的機(jī)艙結(jié)構(gòu)而言，外形部分對(duì)于進(jìn)一步的計(jì)算影響并不大，所以可以說在利用PROE進(jìn)行機(jī)艙內(nèi)部的設(shè)計(jì)時(shí)不用考慮有關(guān)的外部模型狀況。具體的操作方式是對(duì)機(jī)艙內(nèi)的一部分主要的肋位，再根據(jù)相關(guān)的數(shù)值繪制一定的型線圖，之后利用PROE的混合特征模塊，對(duì)有關(guān)的連接型線進(jìn)行鏈接，這樣也就可以得到相關(guān)的船體輪廓曲線，進(jìn)行相關(guān)的加厚功能進(jìn)行實(shí)體化，之后再進(jìn)一步的對(duì)有關(guān)設(shè)計(jì)的加班或者其他方式設(shè)施進(jìn)行繪制，這樣也就可以得知分段的機(jī)艙船體模型。

3.2 對(duì)于部件以及設(shè)備的實(shí)體建模

PROE包括很多的具有一定獨(dú)立性而又功能齊全的模塊，相對(duì)來講，每一個(gè)設(shè)計(jì)模塊都是具有其獨(dú)立的設(shè)計(jì)功能的。其中比較核心的模塊就是零件模塊，也可以說，使用PROE進(jìn)行相關(guān)的三維模式創(chuàng)建就是對(duì)各種特征進(jìn)行創(chuàng)建的過程。在進(jìn)行設(shè)計(jì)的過程中，一般來看都是從平面進(jìn)行做起，對(duì)有關(guān)的建模方法合理使用，對(duì)包括掃描、旋轉(zhuǎn)等在內(nèi)的多種特征模型的創(chuàng)建。逐步的將船舶的主要設(shè)備的精確模型進(jìn)行建立，這些主要的設(shè)備包括柴油發(fā)電機(jī)組、主機(jī)以及鍋爐等。以及其他的一些比如說閥件、燃油泵等輔助設(shè)備的簡(jiǎn)單模型進(jìn)行相關(guān)的建立設(shè)計(jì)[3]。

由于在進(jìn)行建模的過程中對(duì)有關(guān)的設(shè)備是獨(dú)立地進(jìn)行建?；顒?dòng)，這也就需要在PROE的設(shè)計(jì)中將這些設(shè)備都定義為“零件”，在完成相關(guān)的建?；顒?dòng)后應(yīng)該將其存入統(tǒng)一的零件庫中，這樣在后續(xù)的船艙三維布置時(shí)進(jìn)行調(diào)用是比較方便的。

3.3 對(duì)于機(jī)艙進(jìn)行的三維結(jié)構(gòu)布置

在有關(guān)的船體外部結(jié)構(gòu)以及相關(guān)的各種零部件設(shè)計(jì)完成后，接下來的工作就是進(jìn)行整體船艙的三維設(shè)計(jì)。應(yīng)用PROE的相關(guān)模塊進(jìn)行后續(xù)的導(dǎo)入工作，對(duì)機(jī)艙船體的結(jié)構(gòu)進(jìn)行相關(guān)的設(shè)備設(shè)計(jì)。再按照有關(guān)的圖紙進(jìn)行布置。也可以選擇直接的調(diào)用PROE的相關(guān)模塊，通過相關(guān)的路徑和定義參數(shù)就能夠完成對(duì)于有關(guān)的管路的繪制。

3.4 設(shè)計(jì)中的有關(guān)注意事項(xiàng)

（1）在利用有關(guān)的曲面模型進(jìn)行建模時(shí)應(yīng)該將實(shí)體化的曲面進(jìn)行相關(guān)的封閉操作，另外就是，因?yàn)镻ROE在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)使用的是單一的數(shù)據(jù)庫所以可以在一些模塊中，比如說組件模塊和零件模塊等中對(duì)設(shè)計(jì)結(jié)果進(jìn)行多次修改，直到有關(guān)的設(shè)計(jì)成果能夠滿足設(shè)計(jì)要求。

（2）PROE設(shè)計(jì)的核心之一就是參數(shù)化設(shè)計(jì)，在對(duì)機(jī)艙模型內(nèi)一些主要的設(shè)備進(jìn)行建模的過程中一些比較復(fù)雜的設(shè)計(jì)應(yīng)該盡可能的參數(shù)化，這樣也就可以為以后的相關(guān)參數(shù)修改工作提供入口。

4 結(jié)束語

由于船舶機(jī)艙的設(shè)計(jì)工作是一件比較復(fù)雜的工作，也是一種系統(tǒng)性很強(qiáng)的工作。隨著該項(xiàng)設(shè)計(jì)工作的數(shù)字化、三維化，在未來的機(jī)艙設(shè)計(jì)工作也必將是一個(gè)大的趨勢(shì)。文章主要是將船舶的錨泊設(shè)計(jì)以及相關(guān)的工程設(shè)計(jì)進(jìn)行結(jié)合，在很大程度上實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)質(zhì)量的提高，提高了船舶機(jī)艙設(shè)計(jì)工作的效率。

參考文獻(xiàn)

[1]梁彥超，徐筱欣.基于PROE的船舶機(jī)艙三維布置設(shè)計(jì)研究[J].船舶工程，2011，3：69-71+74.

[2]曾鴻，張均東，任光，等.船舶機(jī)艙三維視景仿真系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].系統(tǒng)仿真學(xué)報(bào)，2014，2：363-368+375.

[3]程宏佳，李楷，林焰，等.基于本體的船舶機(jī)艙布置設(shè)計(jì)方法研究[J].船舶工程，2015，1：79-82.